一種用于圓電池的相變散熱裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于圓電池的相變散熱裝置，涉及新能源汽車動力電池【技術(shù)領(lǐng)域】。所述相變散熱裝置包括：用于對多只圓電池進行散熱的多個相變式多腔導(dǎo)熱管組件，其每只圓電池與相變式多腔導(dǎo)熱管組件間隔排列；與每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件的冷卻段固定連接的冷卻裝置；其中，每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件由多個平行的相變式多腔導(dǎo)熱管構(gòu)成。本實用新型能夠通過使用一種相變式多腔導(dǎo)熱管，使電池溫度均勻，同時將熱量導(dǎo)出到電池外，簡化散熱裝置結(jié)構(gòu)，提高電池箱的可靠性。此外，空心的相變式多腔導(dǎo)熱管還可以達(dá)到減輕重量，緩沖撞擊的作用。
【專利說明】—種用于圓電池的相變散熱裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及新能源汽車動力電池【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種新能源汽車圓形動力電池的相變散熱或控溫裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，常用的新能源汽車動力電池散熱一般都是風(fēng)冷或者水冷，電池與電池之間夾著一層鋁板，熱量通過鋁板傳導(dǎo)到散熱片上，再被風(fēng)或者水帶走。或者，電池之間留有一定間隙，靠風(fēng)扇吹風(fēng)直接冷卻電池。這兩種方式冷卻效率低，電池的溫度均勻性差?？夸X板導(dǎo)熱方式，鋁的導(dǎo)熱系數(shù)在200W/m*K左右，熱傳遞效率低，熱量不能及時傳導(dǎo)出來，并且材料使用量多，散熱系統(tǒng)整體比較笨重。如果采用風(fēng)扇直接冷卻電池，間隙較窄，風(fēng)阻大，冷卻效果不好，汽車體積有限不能太寬。如何快速把電池包的熱量傳遞到散熱器，既能節(jié)省空間，有能減輕重量，是該領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該著手解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種用于圓電池的相變散熱裝置，能夠解決目前圓電池散熱系統(tǒng)散熱效率低，以及占用空間大、重量大、溫度不均勻的問題。
[0004]本實用新型提供了一種用于圓電池的相變散熱裝置，包括:
[0005]用于對多只圓電池進行散熱的多個相變式多腔導(dǎo)熱管組件，其每只圓電池與相變式多腔導(dǎo)熱管組件間隔排列；
[0006]與每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件的冷卻段固定連接的冷卻裝置；
[0007]其中，每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件由多個平行的相變式多腔導(dǎo)熱管I構(gòu)成，每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管I的冷卻段連接所述冷卻裝置，每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管I的受熱段貼合在圓電池的外表面。
[0008]優(yōu)選地，所述冷卻裝置是由泵驅(qū)動的液冷板，其內(nèi)的冷卻液是水，或者是醇類，或者是油，或者由其組成的混合物。
[0009]優(yōu)選地，所述冷卻裝置包括多個散熱翅片2和一個帶有進風(fēng)口和出風(fēng)口，且單側(cè)敞口的通風(fēng)盒3，所述通風(fēng)盒3內(nèi)安裝多個散熱翅片2。
[0010]優(yōu)選地，所述通風(fēng)盒3的敞口側(cè)與用于容納多只圓電池的電池箱的頂部固定相連。
[0011]優(yōu)選地，所述多個散熱翅片2與每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件的冷卻段相交。
[0012]優(yōu)選地，每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件依次貫穿所述電池箱的頂部和所述通風(fēng)盒3中的多個散熱翅片2，并利用過盈配合與所述電池箱的頂部固定相連，以及利用導(dǎo)熱膠或過盈配合與所述通風(fēng)盒3中的多個散熱翅片2固定連接。
[0013]優(yōu)選地，所述相變式多腔導(dǎo)熱管I的受熱段呈波浪形，且波浪突起部分的內(nèi)表面與圓電池的外表面貼合。
[0014]優(yōu)選地，多個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件之間具有用于安裝所述每列圓電池的間隔。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效果在于:能夠通過提供一種相變式多腔導(dǎo)熱管，使圓電池溫度均勻，同時將熱量導(dǎo)出到電池箱外，簡化散熱裝置結(jié)構(gòu)，提高電池散熱裝置的可靠性。此外，空心的相變式多腔導(dǎo)熱管還可以達(dá)到減輕重量，緩沖撞擊的作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型實施例提供的電池箱的立體爆炸視圖；
[0017]圖2是本實用新型實施例提供的相變散熱裝置的液冷示意圖；
[0018]圖3是本實用新型實施例提供的電池箱的加熱裝置示意圖。

【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說明的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0020]本實用新型通過采用相變式多腔導(dǎo)熱管(即，具有一個或以上密閉腔室，通過腔室內(nèi)工質(zhì)相變傳熱的片狀均熱元件)，緊貼于圓電池表面，圓電池發(fā)熱時，相變式多腔導(dǎo)熱管內(nèi)部的工質(zhì)能夠迅速汽化帶走熱量，再輔以風(fēng)冷或液冷，冷卻相變式多腔導(dǎo)熱管的另一端。
[0021]相變式多腔導(dǎo)熱管采用相變傳熱原理，依靠液體的相變過程在相變式多腔導(dǎo)熱管的密閉腔體內(nèi)高效地傳遞熱量，使得傳熱性能提高10-20倍。同時，相變式多腔導(dǎo)熱管作為圓電池的導(dǎo)熱器件，具有溫度均勻、重量輕、導(dǎo)熱好、可靠性高的優(yōu)點。再輔以加熱及風(fēng)冷或液冷，便可大大提高圓電池的溫度均勻性，并能把電池的溫度控制在合適的范圍內(nèi)。其中，相變式多腔導(dǎo)熱管的冷卻段可以有多種冷卻方式，包括:自然風(fēng)冷、強制風(fēng)冷、液冷冷卻或充有冷卻液體的液冷板冷卻。
[0022]圖1是本實用新型實施例提供的電池箱的立體爆炸視圖，如圖1所示，整個電池箱由電池箱蓋11、多只圓電池和相變散熱裝置組成。其中，多只圓電池安置在相變散熱裝置的多個相變式多腔導(dǎo)熱管組件之間的間隔里，形成間隔排列。相變散熱裝置除了可以利用風(fēng)扇冷卻散熱翅片2上的熱量這種方式外，還可以依靠由泵驅(qū)動的液冷板。其內(nèi)的冷卻液是水，醇類，或者是油，或者以上物質(zhì)的混合物，利用其內(nèi)充有的液體冷卻相變式多腔導(dǎo)熱管組件I的冷卻段。其中，散熱翅片2對應(yīng)相變式多腔導(dǎo)熱管I的安裝位置上設(shè)置有相變式多腔導(dǎo)熱管I用來貫穿散熱翅片2的孔。此外，相變式多腔導(dǎo)熱管組件與散熱翅片2也可以是固定一體的。
[0023]相變散熱裝置包括多個相變式多腔導(dǎo)熱管組件和對多個相變式多腔導(dǎo)熱管組件進行冷卻的冷卻裝置。每只圓電池與相變式多腔導(dǎo)熱管組件間隔排列，每個相變式多腔導(dǎo)熱管組件依次貫穿電池箱蓋11頂部和通風(fēng)盒3中的多個散熱翅片2，并利用過盈配合與電池箱11頂部固定相連，以及利用導(dǎo)熱膠或過盈配合與通風(fēng)盒3中的多個散熱翅片2固定粘接。每個相變式多腔導(dǎo)熱管組件由一個或多個平行的相變式多腔導(dǎo)熱管I構(gòu)成，每個相變式多腔導(dǎo)熱管I的受熱段呈波浪形，且波浪突起部分的內(nèi)表面與圓電池的外表面貼合，每個相變式多腔導(dǎo)熱管I的冷卻段與多個散熱翅片2相交。冷卻裝置是一個帶有進風(fēng)口和出風(fēng)口，且單側(cè)敞口的通風(fēng)盒3，其內(nèi)安裝多個散熱翅片2。在相變散熱裝置進行工作時，利用風(fēng)扇冷卻散熱翅片2上的熱量，還可以依靠由泵驅(qū)動的液冷板，其內(nèi)的冷卻液是水，醇類，或者是油，或者以上物質(zhì)的混合物，利用其內(nèi)充有的液體冷卻相變式多腔導(dǎo)熱管I的冷卻段。
[0024]為了加強相變式多腔導(dǎo)熱管I的導(dǎo)熱能力，每個相變式多腔導(dǎo)熱管I的冷卻段與多個散熱翅片2垂直相交的連接方式能夠充分利用重力，使相變式多腔導(dǎo)熱管組件內(nèi)的工作液在重力作用下流回底部，當(dāng)圓電池產(chǎn)生熱量，溫度升高，工作液被加熱后，有利于汽化生成的蒸汽直接擴散到冷卻段(即，低溫區(qū))，同時使液體在重力的輔助作用下更好地回流到受熱段，實現(xiàn)熱量的傳遞與均溫。
[0025]相變式多腔導(dǎo)熱管組件緊貼在圓電池外表面，相變式多腔導(dǎo)熱管利用相變原理，其至少含有一個高效導(dǎo)熱的中空密閉空腔，其內(nèi)充有工作液體，使得相變式多腔導(dǎo)熱管的任一位置受熱時，液體在該位置蒸發(fā)變成氣體，同時吸收熱量，氣體在較冷的位置冷凝為液體同時放出熱量。冷凝后的液體在重力或毛細(xì)力的作用下流回蒸發(fā)位置并再次蒸發(fā)形成循環(huán)。從而實現(xiàn)圓電池表面熱量經(jīng)由相變式多腔導(dǎo)熱管加速傳遞給多個散熱翅片2。而每個相變式多腔導(dǎo)熱管I的受熱段均與其冷卻段呈90°的夾角，且其冷卻段與多個散熱翅片2相交，以便相變式多腔導(dǎo)熱管I通過多個散熱翅片2將收集到的熱量傳遞到外部空氣中。通風(fēng)盒3帶有進風(fēng)口和出風(fēng)口，進風(fēng)口和出風(fēng)口分別設(shè)置在通風(fēng)盒3的兩端。通風(fēng)盒3的敞口側(cè)與用于容納多只圓電池的電池箱11頂部固定相連。當(dāng)圓電池產(chǎn)生熱量后，溫度升高，相變式多腔導(dǎo)熱管組件內(nèi)的工作液被加熱汽化，汽化產(chǎn)生蒸汽擴散到冷卻段，蒸汽冷凝釋放熱量，熱量傳遞到多個散熱翅片2上，利用風(fēng)扇使一定流量的冷風(fēng)通過通風(fēng)盒3的進風(fēng)口流向出風(fēng)口，將熱量傳遞到外部的空氣中，從而達(dá)到冷卻電池的作用。
[0026]圖2是本實用新型實施例提供的相變散熱裝置的液冷示意圖，如圖2所示，為用于液冷的相變散熱裝置，包括相變式多腔導(dǎo)熱管組件和由泵驅(qū)動的空腔液冷板4，其內(nèi)的冷卻液是水，醇類，或者是油，或者以上物質(zhì)的混合物。其中，每個相變式多腔導(dǎo)熱管組件依次貫穿電池箱蓋11頂部和空腔液冷板4，并利用過盈配合與電池箱蓋11頂部固定相連，以及利用導(dǎo)熱膠與空腔液冷板4固定連接。
[0027]圖3是本實用新型實施例提供的相變散熱裝置的加熱裝置示意圖，如圖3所示，某些寒冷地區(qū)過低的溫度會使電池容量減小，因此，使用的電池箱還需要加熱裝置，以把電池溫度控制在合適的范圍內(nèi)。即，在相變式多腔導(dǎo)熱管的最低位置增加布置一個加熱裝置，力口熱裝置可以是加熱板5。相變式多腔導(dǎo)熱管組件的受熱段利用過盈配合與加熱板5固定連接，加熱板5靠近相變式多腔導(dǎo)熱管組件的受熱段的一側(cè)設(shè)置有對應(yīng)于相變式多腔導(dǎo)熱管組件的受熱段的凹槽(圖中未示出)。相變散熱裝置的加熱裝置利用相變式多腔導(dǎo)熱管優(yōu)異的導(dǎo)熱能力將熱量傳遞到電池上，實現(xiàn)對電池的均勻加熱，使得電池溫度均勻并保持在一定的范圍，達(dá)到控溫的效果。
[0028]綜上所述，本實用新型具有以下技術(shù)效果:能夠通過提供一種相變式多腔導(dǎo)熱管，利用其在熱量傳導(dǎo)過程中熱阻值相比普通鋁質(zhì)散熱器低的特性，節(jié)省材料，減輕重量，通過相變式多腔導(dǎo)熱管的均溫特性，可防止圓電池局部溫度過高，并可以迅速加熱或冷卻圓電池，使電池保持最佳的充放電性能。此外，相變式多腔導(dǎo)熱管的多腔結(jié)構(gòu)還可以緩解沖擊，提高電池的安全性。
[0029]盡管上文對本實用新型進行了詳細(xì)說明，但是本實用新型不限于此，本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型的原理進行各種修改。因此，凡按照本實用新型原理所作的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于圓電池的相變散熱裝置，其特征在于，包括: 用于對多只圓電池進行散熱的多個相變式多腔導(dǎo)熱管組件，每列圓電池與相變式多腔導(dǎo)熱管組件間隔排列； 與每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件的冷卻段固定連接的冷卻裝置； 其中，每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件由多個平行的相變式多腔導(dǎo)熱管(I)構(gòu)成，每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管(I)的冷卻段連接所述冷卻裝置，每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管(I)的受熱段貼合在圓電池的外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變散熱裝置，其特征在于，所述冷卻裝置是由泵驅(qū)動的液冷板，其內(nèi)的冷卻液是水，或者是醇類，或者是油，或者由其組成的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變散熱裝置，其特征在于，所述冷卻裝置包括多個散熱翅片(2)和一個帶有進風(fēng)口和出風(fēng)口，且單側(cè)敞口的通風(fēng)盒(3)，所述通風(fēng)盒(3)內(nèi)安裝多個散熱翅片⑵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相變散熱裝置，其特征在于，所述通風(fēng)盒(3)的敞口側(cè)與用于容納多只圓電池的電池箱的頂部固定相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的相變散熱裝置，其特征在于，所述多個散熱翅片(2)與每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件的冷卻段相交。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變散熱裝置，其特征在于，每個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件依次貫穿所述電池箱的頂部和所述通風(fēng)盒(3)中的多個散熱翅片(2)，并利用過盈配合與所述電池箱的頂部固定相連，以及利用導(dǎo)熱膠或過盈配合與所述通風(fēng)盒(3)中的多個散熱翅片(2)固定連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的相變散熱裝置，其特征在于，所述相變式多腔導(dǎo)熱管(I)的受熱段呈波浪形，且波浪突起部分的內(nèi)表面與圓電池的外表面貼合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的相變散熱裝置，多個所述相變式多腔導(dǎo)熱管組件之間具有用于安裝所述每列圓電池的間隔。
【文檔編號】H01M10/643GK204011608SQ201420429372
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】劉曉東, 支國鵬, 石俊 申請人:國研高能（北京）穩(wěn)態(tài)傳熱傳質(zhì)技術(shù)研究院有限公司